Sains
Laut China Selatan akan Menjadi Pusat Sains Dunia, Detektor Neutrino sedang Dibangun
ANTARIKSA -- China terus meningkatkan status sainsnya di mata dunia, terutama di sektor astronomi. Saat ini, negeri tirai bambu
sedang membangun detektor neutrino baru bernama TRIDENT, Tropical Deep-sea Neutrino Telescope (Teleskop Neutrino Laut Dalam Tropis).
TRIDENT, yang dijuluki Hai-Ling (lonceng laut), dibangun di Laut Cina Selatan, dekat garis khatulistiwa. Teleskop neutrino generasi berikutnya ini akan memiliki sensitivitas yang lebih baik sehingga akan membantu menjernihkan misteri seputar sinar kosmik dan asal usulnya.
Scroll untuk membaca
Scroll untuk membaca
Untuk diketahui, neutrino kosmik adalah pembawa pesan cepat dari kosmos yang jauh. Mereka sangat sulit dideteksi sehingga detektor harus menemukan kesempatan langka ketika neutrino berinteraksi dengan materi lain.
Sebuah makalah baru di Nature Astronomy memaparkan rencana pembangunan observatorium neutrino baru di China tersebut dengan judul
A multi-cubic-kilometre neutrino telescope in the western Pacific Ocean. Penulis utamanya adalah Ziping Ye, Rekan Postdoctoral di Divisi Partikel dan Nuklir Institut Tsung-Dao Lee, Universitas Shanghai Jiao Tong, Shanghai, Cina.
Secara harfiah, neutrino berarti yang kecil dan netral. Kecuali Anda seorang ahli fisika, pengetahuan dasar tentang neutrino akan sangat membantu memahami rencana ilmiah tersebut.
Baca Juga: Ilmuwan: Peta Galaksi Neutrino adalah Tampilan Pertama Bima Sakti
Neutrino, dan tiga subtipenya ditemukan pada awal abad ke-20. Mereka tidak memiliki muatan listrik dengan massa yang sangat kecil. Bahkan, beberapa fisikawan awalnya mengira mereka tidak bermassa sama sekali.
Tanpa memiliki muatan, neutrino tidak berinteraksi dengan gaya elektromagnetik. Mereka hanya berinteraksi melalui gravitasi dan gaya nuklir yang lemah. Saking anehnya, banyak yang menduga neutrino adalah antimateri (ini sedikit horor).
Neutrino melewati bumi. Sebagian besar berasal dari matahari, yang membombardir setiap pusat bumi yang menghadapnya dengan 65 miliar neutrino setiap detik. Selain matahari, sumber neutrino adalah supernova, reaktor nuklir, dan hal-hal lain yang mengerikan, termasuk Big Bang.
Namun studi tentang neutrino kosmologis adalah yang paling penting bagi ilmuwan. Itulah yang menjadi perhatian kenapa observatorium TRIDENT China harus dibangun.
Neutrino Bukan Materi Gampangan
Neutrino kosmologis tercipta ketika sinar kosmik mengenai atom.
Neutrino bersifat mengelak, dan itu berarti detektor harus mengecohnya.
Detektor harus ditempatkan di tambang kosong yang dalam, jauh di dalam lautan, atau jauh di bawah es Antartika.
Terasing dalam pengasingan, observatorium tidak akan merasakan neutrino itu sendiri. Sebaliknya, mereka akan mengamati hasil interaksi neutrino langka dengan materi biasa. Neutrino mungkin mengelak, namun sikap mengelak itulah yang akan dibaca detektor.
Baca Juga: NASA Selesaikan Rencana Pembuatan Peta Kosmik Baru dengan Teleskop SPHEREx
Para ilmuwan sangat tertarik untuk menentukan dengan tepat sumber sinar kosmik berenergi sangat tinggi. Hal itu hanya dapat dilakukan dengan mendeteksi neutrino, yang dipercepat hingga mencapai kecepatan relativistik oleh objek ekstragalaksi, seperti jet yang ditembakkan dari inti galaksi aktif (AGN.)
Karena neutrino jarang berinteraksi dengan apa pun, mereka bergerak dalam jalur yang panjang dan lurus, bahkan melalui lingkungan padat tanpa berbelok. Jika Anda dapat mendeteksinya, Anda dapat melacaknya hingga ke sumbernya.
Kebanyakan observatorium neutrino terbuat dari air atau es dalam jumlah besar. Observatorium terdiri dari rangkaian detektor yang saling terhubung. Lihatlah Observatorium IceCube Neutrino di bawah ini sebagai contoh.
Keterangan Foto: Observatorium IceCube Neutrino adalah sebuah rangkaian detektor yang dibor jauh ke dalam es Antartika. Jauh di dalam detektor yang dingin, observatorium mendeteksi energi dari interaksi langka antara neutrino dan materi lain
Observatorium neutrino TRIDENT China akan terdiri dari 1.211 string, yang masing-masing berisi 20 hDOM (modul optik digital hibrid), dan dipisahkan secara vertikal sejauh 30 meter. TRIDENT akan berada di antara 2.800 hingga 3.400 meter di bawah permukaan laut.
Volume adalah salah satu kunci keberhasilan deteksi neutrino. Semakin besar volume air yang dipantau oleh observatorium, semakin tinggi kemungkinannya mendeteksi interaksi neutrino yang langka. TRIDENT akan menjadi detektor neutrino terbesar di dunia, dengan volume air sekitar 7,5 km3. Sebagai perbandingan, Observatorium IceCube Neutrino hanya memiliki volume 1 km3.
Efisiensi detektor adalah pertimbangan utama lainnya. TRIDENT akan memiliki efisiensi pendeteksian foton yang belum pernah terjadi sebelumnya. Bila dikombinasikan dengan volumenya yang besar, TRIDENT benar-benar merupakan pendeteksi neutrino generasi berikutnya.
“TRIDENT bermaksud melampaui batas kinerja teleskop neutrino, mencapai batas sensitivitas baru dalam pencarian sumber neutrino astrofisika di seluruh angkasa,” tulis makalah tersebut.
TRIDENT akan menggantikan IceCube dan akan membawa ilmu neutrino lebih jauh ke depan. IceCube dikenal di kalangan pendeteksi neutrino karena menemukan satu kandidat sumber neutrino ekstragalaksi tertentu pada tahun 2022.
Itu adalah NGC 1068 alias Messier 77 alias Galaksi Cumi-cumi. Itu adalah galaksi spiral berbatang yang berjarak sekitar 47 juta tahun cahaya dari kita. Dia juga adalah galaksi aktif, dan pengamatan sejauh ini menunjukkan neutrino dari M77 kemungkinan memiliki banyak sumber.
“TRIDENT diperkirakan akan menemukan sumber tetap NGC 1068 dalam waktu satu tahun setelah beroperasi,” tulis Nature Astronomy.
Baca Juga: Foto Kilatan Petir dari Bintang Mati, Memancarkan Gelombang Kejut Kosmik
Bagaimana China Membangun TRIDENT
Membangun fasilitas seperti TRIDENT adalah upaya yang kompleks. Menyusun 24.220 konektor pada 1.211 string terpisah dalam pola geometris di kedalaman 2.800 hingga 3.400 meter bukanlah pekerjaan mudah.
Stempel waktu global yang tepat diperlukan untuk memahami deteksi apa pun, dan hal itu semakin memperumit pembangunan sistem tersebut. Rangkaian detektor juga harus dipasang di dasar laut, yang berarti lokasi itu tidak bisa digunakan lagi.
Laut Cina Selatan adalah perairan yang sangat dinamis, dan tim TRIDENT telah mengidentifikasi dataran jurang di bagian utara laut yang memenuhi persyaratan ketat observatorium neutrino. Dataran abisal adalah suatu wilayah datar yang luas di dasar laut dengan kemiringan kurang dari 1:1000.
Rangkaian sensor neutrino sangat sensitif, dan harus dibuat sesuai standar yang ketat. Itu sulit dilakukan di lautan. TRIDENT harus memperhitungkan arus laut pada kedalaman yang berbeda, radiasi alami, serta suhu dan salinitas air. Semua hal ini dapat mempengaruhi observasi dan perlu diperhitungkan dalam desain observatorium.
Baca Juga: Mengenal Fusi Nuklir, Sumber Cahaya Matahari
China telah membangun simulatornya di sebuah Universitas di Shanghai. Masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan, dan China belum memberikan waktu yang tepat kapan TRIDENT ditargetkan selesai dan beroperasi.
Namun China telah banyak menghentak dunia akhir-akhir ini. Mereka mencapai serangkaian keberhasilan dalam bidang luar angkasa dan astronomi, termasuk membangun teleskop radio terbesar di dunia.
Karena itu media barat memberikan keyakinan China juga akan sukses membangun TRIDENT. Sumber: Phys.org
Ikuti Ulasan-Ulasan Menarik Lainnya dari Penulis Klik di Sini
